×

不可压缩\(\δ\)-SPH通过人工压缩。 (英语) Zbl 07820245号

小结:使用人工可压缩性(ACSPH)开发了平滑粒子流体力学,其中包括压力平滑项。探讨了压力/速度校正不可压缩SPH和人工可压缩性之间的理论联系,说明ACSPH可以被视为(delta)-SPH方法的延伸或与之密切相关。使用隐式双时间积分程序在每个时间步长处强制执行不可压缩解,消除了通常假设的弱压缩性引起的声学效应。使用已建立的弱可压缩准拉格朗日(delta)-SPH方法与ACSPH进行比较,一系列测试案例表明,ACSPH提供了与(delta。然而,在ACSPH中完全消除了(delta)-SPH中的残余声效应,提高了所有测试案例中的压力预测能力,包括强烈的流体冲击。由于正确捕获了不可压缩流,还记录了流体-结构相互作用情况和耦合能量耗散的改进建模。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Monaghan,J.,用SPH模拟自由表面流。J.计算。物理。,2, 399-406 (1994) ·Zbl 0794.76073号
[2] 康明斯,S.J。;Rudman,M.,《SPH投影法》。J.计算。物理。,2, 584-607 (1999) ·Zbl 0954.76074号
[3] 林德·S·J。;Xu,R。;Stansby,P.K。;Rogers,B.D.,《自由表面流动的不可压缩平滑粒子流体动力学:用于脉冲流和传播波稳定性和验证的基于扩散的通用算法》。J.计算。物理。,4, 1499-1523 (2012) ·Zbl 1286.76118号
[4] 郭,X。;Rogers,理学学士。;林德·S。;Stansby,P.K.,用于高度非线性和畸变流动的不可压缩光滑粒子流体力学(ISPH)的新型大规模并行格式。计算。物理学。通信,16-28(2018)·Zbl 07694807号
[5] 马龙,S。;安托诺,M。;Colagrossi,A。;科利奇奥,G。;Touzé,D.L。;Graziani,G.,(delta)-SPH模型,用于模拟剧烈冲击流。计算。应用方法。机械。工程,13-161526-1542(2011)·Zbl 1228.76116号
[6] Molteni,D。;Colagrossi,A.,使用SPH改进流体动力学环境中压力评估的简单程序。计算。物理学。通信,6861-872(2009)·Zbl 1198.76108号
[7] Antuono,M。;Colagrossi,A。;马龙,S。;Molteni,D.,自由表面流动,采用带数值扩散项的SPH格式求解。计算。物理学。通信,3532-549(2010)·Zbl 1333.76055号
[8] 安托诺,M。;Colagrossi,A。;Marrone,S.,弱可压缩SPH格式中的数值扩散项。计算。物理学。Comm.,122570-2580(2012)·Zbl 1507.76152号
[9] Bouscasse,B。;Colagrossi,A。;马龙,S。;Antuono,M.,SPH中浮体与非线性水波相互作用。J.流体结构。,112-129 (2013)
[10] 安托诺,M。;马龙,S。;Colagrossi,A。;Bouscasse,B.,《(delta)-SPH方案中的能量平衡》。计算。应用方法。机械。工程师,209-226(2015)·Zbl 1423.76360号
[11] Sun,P。;Colagrossi,A。;马龙,S。;Zhang,A.,(delta)plus-SPH模型:进一步改进SPH方案的简单程序。计算。应用方法。机械。工程,25-49(2017)·Zbl 1439.76133号
[12] Sun,P.N。;Colagrossi,A。;马龙,S。;安托诺,M。;Zhang,A.M.,具有张力不稳定性控制的多分辨率Delta-plus-SPH:朝向高雷诺数流动。计算。物理学。Comm.,63-80(2018)·Zbl 07694293号
[13] 奥格,G。;马龙,S。;Touzé,D.L。;de Leffe,M.,通过结合准拉格朗日移动传输速度和一致ALE形式提高SPH精度。J.计算。物理。,76-98 (2016) ·Zbl 1349.65537号
[14] Sun,P。;Colagrossi,A。;马龙,S。;安托诺,M。;Zhang,A.-M.,“(delta)-plus-SPH模型中粒子移动的一致方法”。计算。应用方法。机械。工程,912-934(2019)·Zbl 1440.76124号
[15] 安托诺,M。;Sun,P。;马龙,S。;Colagrossi,A.,《(delta)-ALE-SPH模型:采用粒子移动技术的(delta-SPH)模型的任意拉格朗日-欧拉框架》。计算和液体(2021)·Zbl 1521.76627号
[16] J·米歇尔。;安托诺,M。;奥格,G。;Marrone,S.,基于准拉格朗日黎曼的SPH方案中的能量平衡。计算。应用方法。机械。工程(2023)·Zbl 07737584号
[17] Meringolo博士。;Colagrossi,A。;马龙,S。;Aristodemo,F.,关于弱可压缩SPH模拟中声学分量的滤波。J.流体结构。,1-23 (2017)
[18] Kiara,A。;亨德里克森,K。;Yue,D.K.,不可压缩自由表面流动的SPH。第一部分:基本假设的误差分析。计算和流体,611-624(2013)·Zbl 1290.76123号
[19] Sun,P。;Pilloton,C。;Antuono,M。;Colagrossi,A.,在弱可压缩SPH模型中包含声学阻尼器项。J.计算。物理学。(2023) ·Zbl 07679176号
[20] 哈耶,A。;Y.清水。;Gotoh,T。;Gotoh,H.,不可压缩自由表面流体流动的显式弱可压缩SPH模拟中连续性方程的增强分辨率。申请。数学。型号。,84-121 (2023) ·Zbl 1515.76118号
[21] Chorin,A.J.,解决不可压缩粘性流动问题的数值方法。J.计算。物理。,2, 118-125 (1997) ·Zbl 0899.76283号
[22] Madsen,P.A。;Schäffer,H.,《人工压缩性的讨论》。海岸。工程,193-98(2006)
[23] Turkel,E.,求解不可压缩和低速可压缩方程的预处理方法。J.计算。物理。,2, 277-298 (1987) ·Zbl 0633.76069号
[24] Helenbrook,B.,所有条件下不可压缩流的人工压缩预处理
[25] 麦克休,P.R。;Ramshaw,J.D.,非定常不可压缩流隐式计算的阻尼人工压缩迭代格式。国际。J.数字。液体方法,2141-153(1995)·Zbl 0843.76058号
[26] 鲁兹巴哈尼,F。;Hejranfar,K.,基于人工可压缩性方法的真正不可压缩光滑粒子流体动力学。计算。物理学。Comm.,10-28(2017)·Zbl 1376.76052号
[27] 拉马钱德兰,P。;Puri,K.,SPH的熵阻尼人工压缩性。计算和流体,579-594(2019)·Zbl 1411.76144号
[28] Clausen,J.,人工可压缩性的熵阻尼形式,用于显式模拟不可压缩流。物理学。E版(2013年)
[29] 拉马钱德兰,P。;Muta,A。;Ramakrishna,M.,《不可压缩流体模拟的双时间平滑粒子流体动力学》。计算和液体(2021)·Zbl 1521.76692号
[30] 阿德普博士。;Ramachandran,P.,SPH流体和结构力学的修正传输速度公式。计算。第部分。机械。,1-21 (2023)
[31] Chola,K。;Shintake,T.,弱可压缩SPH的广义熵阻尼人工压缩性。计算和液体(2021)·Zbl 1521.76639号
[32] J.J.De Courcy,T.C.Rendall,B.Titurus,L.Constantin,J.E.Cooper,使用压力平滑的平滑粒子流体动力学的人工压缩性,收录于:2023年国际SPHERIC研讨会,2023年。
[33] 康斯坦丁,L。;德库西,J。;Titurus,B。;伦达尔,T.C。;Cooper,J.E.,SDOF系统中垂直晃动的阻尼分析。机械。系统。信号处理。(2021)
[34] 康斯坦丁,L。;德库西,J。;Titurus,B。;伦达尔,T.C。;Cooper,J.E.,具有剧烈晃动液体的垂直振动系统中的非线性阻尼效应。J.声音振动。(2023)
[35] 康斯坦丁,L。;德库西,J.J。;Titurus,B。;伦达尔,T.C。;Cooper,J.E.,燃料晃动对缩放研究机翼演示器动态响应的影响。Aerosp.航空公司。科学。Technol公司。(2023)
[36] Turkel,E.,《计算流体动力学中的预处理技术》。每年。流体力学版次。,385-416 (1999)
[37] Chorin,A.J.,Navier-Stokes方程的数值解。数学。公司。,104, 745 (1968) ·Zbl 0198.50103号
[38] 巴坦卡,S.V。;Spalding,D.B.,三维抛物线流中热量、质量和动量传递的计算程序。国际热质传递杂志,101787-1806(1972)·Zbl 0246.76080号
[39] Dupuy,D。;图坦特,A。;Bataille,F.,湍流通道流动数值模拟中人工压力方程的分析。J.计算。物理学。(2020) ·Zbl 1436.76013号
[40] 詹姆逊,A。;施密特,W。;Turkel,E.,使用Runge-Kutta时间步长格式的有限体积法数值求解Euler方程
[41] J.Guermond。;米涅夫,P。;Shen,J.,《不可压缩流投影方法概述》。计算。应用方法。机械。工程,44,6011-6045(2006)·Zbl 1122.76072号
[42] Timmermans,L.J.P。;Minev,P.D。;van de Vosse,F.N.,使用谱元素的不可压缩流的近似投影方案。国际。J.数字。液体方法,7673-688(1996)·Zbl 0865.76070号
[43] 林德·S。;Stansby,P.,过渡到拉格朗日自由表面运动的高阶欧拉不可压缩光滑粒子流体动力学。J.计算。物理。,290-311 (2016) ·Zbl 1373.76257号
[44] Aoussou,J。;林,J。;Lermusiaux,P.F.J.,非定常不可压缩Navier-Stokes方程的迭代压力修正投影法。J.计算。物理。,940-974 (2018) ·Zbl 1416.76199号
[45] Khayyer,A。;Gotoh,H.,预测二维波浪冲击压力的修正移动粒子半隐式方法。海岸。工程师,419-440(2009)
[46] 齐恩基维茨,O。;Nithiarasu,P。;科迪纳,R。;瓦兹奎兹,M。;Ortiz,P.,《基于特征的分裂程序:流体问题的高效准确算法》。国际。J.数字。液体方法,1359-392(1999)·Zbl 0985.76069号
[47] Nithiarasu,P.,基于不可压缩流的特征分裂(CBS)方法的有效人工可压缩性(AC)方案。国际。J.数字。方法工程,13,1815-1845(2003)·Zbl 1072.76040号
[48] 安托诺,M。;马龙,S。;Di Mascio,A。;Colagrossi,A.,从大涡模拟的角度来看的光滑粒子流体动力学方法。拟拉格朗日模型的推广。物理学。流体,1(2021)
[49] 特克尔,E。;Fiterman,A。;van Leer,B.,《预处理和不可压缩流动方程的极限》(1993),NASA承包商报告191500,ICASE报告编号93-42
[50] 莫纳汉,J.J。;Gingold,R.A.,粒子法SPH的冲击模拟。J.计算。物理。,2, 374-389 (1983) ·Zbl 0572.76059号
[51] Lee,C.H。;吉尔·A·J。;格雷托,G。;库拉塞加拉姆,S。;Bonet,J.,大应变显式快速动力学的新Jameson-Schmidt-Turkel光滑粒子流体动力学算法。计算。应用方法。机械。工程,71-111(2016)·Zbl 1439.74494号
[52] Nasar,A.M。;Fourtakas,G。;林德·S·J。;金·J。;罗杰斯,B.D。;Stansby,P.K.,《二维和三维压力投影法中的高阶一致SPH计算》。物理学。(2021) ·Zbl 07515455号
[53] J·米歇尔。;Colagrossi,A。;安托诺,M。;Marrone,S.,无拉伸不稳定性的正则化高阶扩散光滑粒子流体动力学方案。物理学。流体,10(2023)
[54] Bonet,J。;Lok,T.S.,《光滑粒子流体动力学公式的变化和动量保持方面》。计算。应用方法。机械。工程,1-297-115(1999)·Zbl 0962.76075号
[55] Randles,P.W。;Libersky,L.D.,《平滑粒子流体动力学:一些最近的改进和应用》。计算。应用方法。机械。工程,375-408(1996)·Zbl 0896.73075号
[56] Schwaiger,H.F.,线性自由表面边界条件下热扩散的隐式修正SPH公式。国际。J.数字。方法工程,6647-671(2008)·兹比尔1195.80037
[57] A.Jameson,使用多重网格的时间相关计算,以及翼型和机翼非定常流动的应用,见:第十届计算流体动力学会议,1991年,第1596页。
[58] 阿隆索,J。;Jameson,A.,全隐式时间推进气动弹性解,AIAA-1994-0056
[59] Hsu,J.M.-J.,复杂非定常流的隐式显式流动求解器(2004)
[60] Vila,J.P.,《粒子加权方法与光滑粒子流体力学》。数学。模型方法应用。科学。,02, 161-209 (1999) ·Zbl 0938.76090号
[61] 斯基伦,A。;林德·S。;Stansby,P.K。;Rogers,B.D.,《不可压缩平滑粒子流体力学(SPH)》,具有降低的时间噪声和广义费氏平滑,适用于体水撞击和有效的波-体相互作用。计算。应用方法。机械。工程,163-173(2013)·Zbl 1286.76120号
[62] Khayyer,A。;H.Gotoh。;Shimizu,Y.,两种粒子正则化方案的精度和守恒性的比较研究,以及ISPH背景下优化粒子移位方案的建议。J.计算。物理。,236-256 (2017) ·Zbl 1378.76094号
[63] Lyu,H.-G。;Sun,P.-N.,《粒子移动技术的进一步增强:在猛烈自由表面流动的SPH模拟中实现更好的体积守恒和粒子分布》。申请。数学。型号。,214-238 (2022) ·Zbl 1481.76162号
[64] 王,P.-P。;孟,Z.-F。;张,A.-M。;F.-R.明。;Sun,P.-N.,《光滑粒子流体力学中自由表面流动的改进粒子移动技术和优化自由表面检测方法》。计算。应用方法。机械。工程(2019)·Zbl 1442.76018号
[65] Tsuruta,N。;Khayyer,A。;Gotoh,H.,自由表面流体流动ISPH模拟对流动力稳定方案的开发。计算和液体(2023年)·Zbl 07761057号
[66] J·米歇尔。;Vergnaud,A。;奥格,G。;赫尔曼奇,C。;Le Touzé,D.,《粒子移动技术(PST):对现有定律的分析以及收敛和多不变定律的提出》。J.计算。物理学。(2022) ·Zbl 07525115号
[67] 瓦孔迪奥,R。;罗杰斯,B.D。;Stansby,P.K。;Mignosa,P。;Feldman,J.,《SPH的可变分辨率:动态粒子凝聚和分裂方案》。计算。应用方法。机械。工程,132-148(2013)·Zbl 1352.76100号
[68] 阿达米,S。;胡晓云。;Adams,N.A.,光滑粒子流体动力学的广义壁边界条件。J.计算。物理。,21, 7057-7075 (2012)
[69] Colagrossi,A。;安托诺,M。;Le Touzé,D.,关于光滑粒子流体动力学模型中自由表面作用的理论考虑。物理学。版本E,5(2009年)
[70] 马龙,S。;Colagrossi,A。;Touzé,D.L。;Graziani,G.,《SPH求解器中的快速自由曲面检测和水平集函数定义》。J.计算。物理。,10, 3652-3663 (2010) ·Zbl 1391.76623号
[71] 格林,医学博士。;Peiró,J.,低填充比和高拉伸储罐中晃动的长时间SPH模拟。计算和流体,179-199(2018)·Zbl 1410.76316号
[72] Fourey,G。;赫尔曼热,C。;勒图泽,D。;Oger,G.,平滑粒子流体动力学和有限元方法之间的高效FSI耦合策略。计算。物理学。Comm.,66-81(2017)·Zbl 1411.76130号
[73] Khayyer,A。;Y.清水。;H.Gotoh。;Nagashima,K.,复合材料结构水弹性FSI的耦合不可压缩SPH哈密顿SPH求解器。申请。数学。型号。,242-271 (2021) ·Zbl 1481.74155号
[74] 哈耶,A。;H.Gotoh。;Falahaty,H。;Shimizu,Y.,《模拟不可压缩流体-弹性结构相互作用的增强ISPH-SPH耦合方法》。计算。物理学。通信,139-164(2018)·Zbl 07694794号
[75] 奥康纳,J。;Rogers,B.D.,自由表面流动和柔性结构的流体-结构相互作用模型,在GPU上使用平滑粒子流体动力学。J.流体结构。(2021)
[76] 勒图泽,D。;Colagrossi,A。;科利奇奥,G。;Greco,M.,《应用于自由曲面问题的光滑粒子流体动力学的关键研究》。国际。J.数字。《液体方法》,7660-691(2013)·Zbl 1455.76148号
[77] 莫纳汉,J.J。;Rafiee,A.,高密度比多流体流动的简单SPH算法。国际。J.数字。《液体方法》,5537-561(2013)·Zbl 1430.76400号
[78] H.Gotoh。;Khayyer,A。;伊卡里,H。;有川,T。;Shimosako,K.,《关于增强用于模拟剧烈晃动流的不可压缩SPH方法》。申请。海洋研究,104-115(2014)
[79] I·哈马尼。;马龙,S。;Colagrossi,A。;奥格,G。;Le Touzé,D.,关于将δ-SPH模型扩展到多相流的详细研究。计算。应用方法。机械。工程(2020)·Zbl 1506.76125号
[80] 马龙,S。;Colagrossi,A。;Mascio,A.D。;Touzé,D.L.,使用不可压缩和弱可压缩模型预测水冲击中的能量损失。J.流体结构。,802-822 (2015)
[81] Buchner,B.,绿水对FPSO设计的影响,OTC-7698
[82] 洛博夫斯克,L。;Botia-Vera,E。;卡斯特拉纳,F。;Mas-Soler,J。;Souto-Iglesias,A.,溃坝期间动压荷载的实验研究。J.流体结构。,407-434 (2014)
[83] 张,C。;胡,X。;Adams,N.A.,基于低耗散黎曼解算器的弱可压缩SPH方法。J.计算。物理。,605-620 (2017) ·Zbl 1375.76155号
[84] Cercos-Pita,J。;Dallymple,R。;Herault,A.,SPH中质量方程守恒的扩散项。申请。数学。型号。,19-20, 8722-8736 (2016) ·Zbl 1471.76052号
[85] 伦达尔,T。;Allen,C.,通过有效的局部实现改进径向基函数流体-结构耦合。国际。J.数字。方法工程,101188-1208(2009)·Zbl 1183.74368号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。